WO2009043735A1 - Kolbenpumpe zur förderung eines fluids und zugehöriges bremssystem - Google Patents

Kolbenpumpe zur förderung eines fluids und zugehöriges bremssystem Download PDF

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WO2009043735A1
WO2009043735A1 PCT/EP2008/062458 EP2008062458W WO2009043735A1 WO 2009043735 A1 WO2009043735 A1 WO 2009043735A1 EP 2008062458 W EP2008062458 W EP 2008062458W WO 2009043735 A1 WO2009043735 A1 WO 2009043735A1
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Heiko Jahn
Marc Zimmermann
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Robert Bosch Gmbh
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B60TVEHICLE BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF; BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF, IN GENERAL; ARRANGEMENT OF BRAKING ELEMENTS ON VEHICLES IN GENERAL; PORTABLE DEVICES FOR PREVENTING UNWANTED MOVEMENT OF VEHICLES; VEHICLE MODIFICATIONS TO FACILITATE COOLING OF BRAKES
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    • B60T8/34Arrangements for adjusting wheel-braking force to meet varying vehicular or ground-surface conditions, e.g. limiting or varying distribution of braking force responsive to a speed condition, e.g. acceleration or deceleration having a fluid pressure regulator responsive to a speed condition
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    • F04B53/144Adaptation of piston-rods
    • F04B53/146Piston-rod guiding arrangements

Definitions

  • Piston pump for conveying a fluid and associated brake system
  • the invention relates to a piston pump for conveying a fluid according to the preamble of independent claim 1, which is used in particular in brake systems of vehicles.
  • Such piston pumps are preferably used in vehicles with hydraulic or electrohydraulic vehicle brake systems as reclaim pumps to selectively lower or increase a brake pressure in the wheel brake cylinders, whereby the brake pressure in the wheel brake cylinders can be regulated.
  • a control can be performed, for example, in an antilock brake system (ABS), in a traction control system (ASR system), in a vehicle dynamics control system, and so on.
  • Figs. 1 to 3 show a conventional piston pump used in a vehicle brake system.
  • a conventional piston pump 1 comprises a piston assembly 2, which has a first piston element 2.1 with a sealing element 13 and a second piston element 2.2, an inlet valve 5, an outlet valve 6 and a cylinder 8.
  • the inlet valve 5 is formed as a check valve and comprises a cage member 11, in which an inlet valve spring 5.2 and an inlet valve sealing element 5.3 is arranged, wherein the inlet sealing element 5.3 is designed for example as a sealing disc, which can sealingly cooperate with a corresponding inlet valve seat 5.1, the second piston element 2.2 is arranged, wherein the second piston element 2.2 is non-positively connected to the cage member 11.
  • the outlet valve 6 is likewise designed as a spring-loaded check valve and arranged in a cover element 12.
  • the outlet valve 6 is opened when a pressure in a compression chamber 8 is greater than a spring force of an outlet valve spring 6.3 acting on an outlet valve sealing element 6.2 of the outlet valve 6, as a result of which Lassventildelement 6.2 is pressed from a arranged on an outlet 8.3 of the cylinder 8 exhaust valve seat 6.1.
  • a restoring force F2 arranged in the compression chamber 8.1 and guided by a cylinder wall 8.4 return spring 10 for example is designed as a spiral spring with ground end applications and is supported on a cylinder base 8.2 and on a cage member 11, against the cage member 11 of the inlet valve 5 and thus acts against the second piston element 2.2 to the piston assembly 2 again toward upper dead center move.
  • the second piston element 2.2 which carries the inlet valve seat 5.1, during operation, axial forces Fl and F2, which causes the one eccentric 14 and are introduced via the first piston element 2.1, and on the other effected by the return spring 10 and ü Be introduced via the cage member 11, and radial forces F3, which are generated by the prevailing system pressure. Therefore, the second piston element 2.2 designed as a valve seat is produced as a stable component, preferably as a metal component, and can only be weakened to a limited extent by suction bores in the form of transverse bores 3. The transverse bores 3 are therefore introduced into the first piston element 2.1, which results in a relatively longer inlet region designed as a longitudinal bore 4. Obviously the invention
  • the piston pump according to the features of the independent patent claim 1 according to the invention has the advantage that a cage element, in which a Emiassventilfeder and an intake valve sealing element is arranged, has a high-pressure elastic sealing element, which is designed to receive radially acting force components and to a radial Seal sealing surface against a cylinder wall and axially sealed by an axial sealing surface against a piston assembly having at least one transverse bore and one with the at least one transverse bore corresponding
  • the piston assembly coupled to the high-pressure sealing element only has to absorb the acting axial forces and undergoes no further deformation due to additional radial forces.
  • This division of the axial and radial force components on each one component leads advantageously to a reduction of the component loads in terms of strain and stress and allows the execution of the components with a lower component strength.
  • the invention enables a cost-effective and space-optimized piston pump, which can be used for example as a return pump in a brake system for a vehicle.
  • the piston assembly comprises a first piston element and a second piston element, wherein the inlet valve seat consists of a wear-resistant material and is arranged on the second piston element which receives axially acting force components.
  • the inlet valve seat consists of a wear-resistant material and is arranged on the second piston element which receives axially acting force components.
  • the elastic high-pressure sealing element seals axially via the axial sealing surface against the second piston element. Since there is no frictional connection between the cage element with the high-pressure sealing element and the second piston element with the inlet valve seat, in contrast to the conventional piston pump, an assembly step is advantageously dispensed with in the production of the piston pump according to the invention.
  • the at least one suction bore designed as a transverse bore and the corresponding longitudinal bore can be introduced in the second piston element, whereby the cage element with the elastic high-pressure sealing element and the second piston element with the inlet valve seat can be embodied as plastic injection-molded parts.
  • the piston pump according to the invention enables an extreme cost reduction of the piston assembly and a simple assembly.
  • the piston pump according to the invention provides improved suction behavior, higher pressure resistance and an extremely short inlet area.
  • the radial sealing surface is deformable by a pressure-related widening of the high-pressure sealing element.
  • the elastic high-pressure sealing element towards the cylinder wall may have a radial bearing area for receiving and centering an upper end turn of a return spring for the piston assembly, which is arranged, for example, in a compression space of the piston pump.
  • the radial bearing area can be performed, for example, as a radial Aufhahmeut, which is formed on the outer edge as a flexible sealing lip, which closes the compression chamber to the cylinder wall pressure-tight.
  • the first piston element can be loosely coupled to the second piston element.
  • the first piston element can be positively and / or non-positively coupled to the second piston element.
  • the first piston element is embodied, for example, as a cylindrical needle roller and is advantageously available as a mass-produced standard part. Since a transmission of the driving force of an eccentric is effected via a line contact on the first piston part designed as a massive metal needle roller, preferably as a steel needle roller, the wear can be reduced in an advantageous manner.
  • Fig. 1 shows a schematic perspective view of a conventional piston 5 pump.
  • Fig. 2 shows a schematic sectional view of a conventional piston pump.
  • FIG. 3 shows a schematic perspective view of the components of an inlet valve for the conventional piston pump according to FIG. 1 or 2.
  • FIG. 4 shows a schematic perspective view of the components of an emissive valve for a piston pump according to the invention.
  • FIG. 5 shows a schematic sectional illustration of a compression region of a piston pump according to the invention.
  • a piston pump according to the invention which can be used as a reclaiming pump in a vehicle brake system, essentially comprises the same components as the conventional piston pump 1 described with reference to FIGS. 1 to 3. Therefore, only the essential differences between the present invention to avoid text repetition Piston pump and the conventional Koi- 5 benpumpe 1 of FIG. 1 to 3 described in detail.
  • the piston pump according to the invention comprises an improved inlet valve in combination with an improved piston assembly.
  • the piston assembly 22 comprises a first piston element 22.1, which is embodied here by way of example as a cylindrical needle roller, and the second piston element 22.2, wherein the inlet valve seat 25.1 consists of a wear-resistant or of a hard material.
  • the cage element 31 of the piston pump according to the invention has an elastic high-pressure sealing element 31.1 which is designed to receive radially acting force components F3 and seal them via a radial sealing surface 31.3 against a cylinder wall 28.4 shown in FIG Axial sealing surface 31.5 seal axially against the piston assembly 22, ie against the second piston element 22.2, which bears against the axial sealing surface 31.5.
  • the second piston element 22.2 only absorbs the axially acting force components F1 and F2, so that a longitudinal bore 24 and transverse bores 23 corresponding to the longitudinal bore 24 can be introduced in the second piston element 22.2 without the stability and strength of the second To influence piston element 22.2 negative.
  • the cage member 31 are executed with the elastic high-pressure sealing element 31.1 and the second piston member 22.2 with the inlet valve seat 25.1 as plastic injection molded parts, which advantageously allows a simple, inexpensive production of the components, with a complex shape design is possible.
  • the first piston element 22.1 in the illustrated embodiment is fixedly coupled to the second piston element 22.2. In one embodiment, not shown, the first piston element 22.1 can be loosely coupled to the second piston element 22.2.
  • the inventive design of the inlet valve 25 in combination with the piston assembly 22 allows extreme cost reduction of the piston pump and easy installation.
  • the piston pump according to the invention provides an improved suction behavior, a higher pressure resistance and, due to the arrangements of the transverse bores 23 in the second piston element 22, an extremely short inlet area.
  • the piston assembly 22 is longitudinally movably guided in a cylinder 28 with the intake valve 25, whereby fluid is sucked radially through the transverse bores 23 in the second piston element 22. 2 during a suction stroke of the piston assembly 22 and via the longitudinal bore corresponding to the transverse bores 23 24 is guided through the open inlet valve 25 in a compression space 28.1.
  • the direction of movement of the piston grappe 22 to, so that the second piston member 22.2 with the inlet valve seat 25.1 Ü over the driven by a cam, not shown, first piston element 22.1 sealingly pressed onto the inlet valve sealing element 25.3 and the inlet valve 25 is closed. Now takes place in the compression chamber 28.1 as long as a pressure build-up until the pressure in the compression chamber 28.1 greater than the spring force of a not shown
  • Outlet valve is, whereby the pressurized fluid is passed through an outlet opening 28.3 and the opened outlet valve from the pressure chamber 28.1 in an outlet line, not shown.
  • the direction of movement of the piston group 22 is reversed again, so that the exhaust valve closes again and the intake stroke starts again, with a restoring force F2 of a arranged in the compression space 28.1 return spring 30, which is designed for example as a spiral spring, against a radial bearing area 31.4 presses, which is arranged on the high-pressure sealing element 31.1.
  • the restoring force F2 acts via the high-pressure sealing element 31.1 and the axial sealing surface
  • the radial receiving area 31.4 is designed for receiving and centering an upper end turn 30.1 of the restoring spring, for example, as a radial receiving groove, in which the restoring spring 30 designed as a spiral spring is supported with the upper end turn 30.1. Via a lower end turn 30.2, the return spring is supported on a cylinder bottom 28.2.
  • the radial annular groove 31.4 is formed on the outer edge as a flexible sealing lip 31.2, which closes the compression space 28.1 in a pressure-tight manner relative to the cylinder wall 28.4. Since the elastic high-pressure sealing element 31.
  • the radial sealing surface 31. 3 is widened due to pressure, so that the high-pressure sealing element 31. 1 with its complete radial outer diameter seals against the cylinder wall 28.4 is present.
  • the high-pressure sealing element 31.1 seals radially against the cylinder wall 28.4 via the radial sealing surface 31.3 and against the second piston element 22.2 through the axial sealing surface 31.5.
  • the inlet valve sealing element 25.3 seals axially against the inlet valve seat 25.1 in the first piston element 22.2.
  • the axial and radial compressive force components are each divided into one component, which advantageously leads to a reduction of the component loads in terms of strain and stress and allows the execution of the components with a lower component strength.
  • the invention allows a cost-effective and space-optimized piston pump with easy-to-manufacture components, which are designed for example as plastic injection molded parts.
  • the piston pump according to the invention advantageously has an improved suction behavior, a pressure resistance against 250 bar and an extremely short inlet area.

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Abstract

Kolbenpumpe mit einer Kolbenbaugruppe (22), die mindestens eine Querbohrung (23) und eine mit der mindestens einen Querbohrung (23) korrespondierende Längsbohrung (24) aufweist, einem Zylinder (28), in welchem die Kolbenbaugruppe (22) längsbeweglich geführt ist, und einem Einlassventil (25), das ein Käfigelement (31), in dem eine Einlassventilfeder (25.2) und ein Einlassventildichtelement (25.3) angeordnet ist, und einen korrespondierenden Einlassventilsitz (25.1) umfasst, der an der Kolbenbaugruppe (22) angeordnet ist, wobei das Einlassventildichtelement (25.3) durch eine Federkraft der Einlassventilfeder (25.2) dichtend in den korrespondierenden Einlassventilsitz (25.1) drückbar ist, um die Längsbohrung (24) zu verschließen, wobei über die in der Kolbenbaugruppe (22) angeordnete mindestens eine Querbohrung (23) Fluid ansaugbar ist, das durch die Längsbohrung (24) über das Einlassventil (25) in einen Kompressionsraum (28.1) leitbar ist, in dem eine Rückstellfeder (30) für die Kolbenbaugruppe (22) angeordnet ist, und ein zugehöriges Bremssystem. Das Käfigelement (31) weist ein elastisches Hochdruckdichtelement (31.1) auf, das ausgeführt ist, um radial wirkende Kraftkomponenten aufzunehmen und um über eine radiale Dichtfläche (31.3) gegen eine Zylinderwand (28.4) abzudichten und um über eine axiale Dichtfläche (31.5) gegen die Kolbenbaugruppe (22) axial abzudichten.

Description

Beschreibung
Titel
Kolbenpumpe zur Förderung eines Fluids und zugehöriges Bremssystem
Stand der Technik
Die Erfindung geht aus von einer Kolbenpumpe zur Förderung eines Fluids nach der Gattung des unabhängigen Patentanspruchs 1 , welche insbesondere in Bremssystemen von Fahrzeugen verwendet wird.
Solche Kolbenpumpen werden in Fahrzeugen mit hydraulischen oder elektrohydrauli- schen Fahrzeugbremssystemen vorzugsweise als Rückforderpumpen verwendet, um einen Bremsdruck in den Radbremszylindern wahlweise abzusenken oder zu erhöhen, wodurch der Bremsdruck in den Radbremszylindern regelbar ist. Eine solche Regelung kann beispielsweise in einem Antiblockiersystem (ABS), in einem Antriebsschlupfregelungssystem (ASR-System), in einem Fahrdynamikregelsystem usw. durchgeführt werden. Fig. 1 bis 3 zeigen eine herkömmliche Kolbenpumpe, die in einem Fahrzeugbremssystem eingesetzt wird. Wie aus Fig. 1 bis 3 ersichtlich ist, umfasst eine herkömmliche Kolbenpumpe 1 eine Kolbenbaugruppe 2, die ein erstes Kolbenelement 2.1 mit einem Dichtelement 13 und ein zweites Kolbenelement 2.2 aufweist, ein Einlassventil 5, ein Auslassventil 6 und einen Zylinder 8. Das Einlassventil 5 ist als Rückschlagventil ausgebildet und umfasst ein Käfigelement 11, in dem eine Einlassventilfeder 5.2 und ein Einlassventildicht- element 5.3 angeordnet ist, wobei das Einlassdichtelement 5.3 beispielsweise als Dichtscheibe ausgeführt ist, die mit einem korrespondierenden Einlassventilsitz 5.1 dichtend zusammen wirken kann, der am zweiten Kolbenelement 2.2 angeordnet ist, wobei das zweite Kolbenelement 2.2 kraftschlüssig mit dem Käfigelement 11 verbunden ist. Das Auslassventil 6 ist ebenfalls als federbelastetes Rückschlagventil ausgebildet und in einem Deckelelement 12 angeordnet. Das Auslassventil 6 wird geöffnet, wenn ein Druck in einem Kompressionsraum 8 größer als eine auf ein Auslassventildichtelement 6.2 des Auslassventils 6 wirkende Federkraft einer Auslassventilfeder 6.3 ist, wodurch das Aus- lassventildichtelement 6.2 aus einem an einer Auslassöffhung 8.3 des Zylinders 8 angeordneten Auslassventilsitz 6.1 gedrückt wird.
Während eines Saughubs der Kolbenbaugruppe 2 wird Fluid über eine Filterhülse 9 und im ersten Kolbenelement 2.1 angeordnete Querbohrungen 3 radial angesaugt und über die mit den Querbohrungen 3 korrespondierende Längsbohrung 4 im zweiten Kolbenelement 2.2 und das geöffnete Einlassventil 5 in den Kompressionsraum 8.1 geführt, der im Zylinder 8 zwischen dem Einlassventil 5 und dem Auslassventil 6 angeordnet ist. Nach Erreichen eines oberen Totpunktes kehrt sich die Bewegungsrichtung der Kolbengruppe 2 um, so dass das zweite Kolbenelement 2.2 mit dem Einlassventilsitz 5.1 über das durch einen in einem Exzenterraum 15 angeordneten Exzenter 14 angetriebene erste Kolbenelement 2.1 dichtend auf das Einlassventildichtelement 5.3 gedrückt wird, und das Einlassventil 5 geschlossen wird. Nun erfolgt im Kompressionsraum 8.1 so lange ein Druckaufbau, bis der Druck im Kompressionsraum 8.1 größer als die Federkraft des Auslass- ventils 6 ist, wodurch das unter Druck stehende Fluid über die Auslassöffhung 8.3 und das geöffnete Auslassventil 6 aus dem Kompressionsraum 8.1 in eine nicht dargestellte Auslassleitung geleitet wird.
Nach Erreichen des unteren Totpunktes kehrt sich die Bewegungsrichtung der Kolben- gnαppe 2 wieder um, so dass das Auslassventil 6 wieder schließt und der Ansaughub wieder beginnt, wobei eine Rückstellkraft F2 einer im Kompressionsraum 8.1 angeordneten und von einer Zylinderwand 8.4 geführten Rückstellfeder 10, die beispielsweise als Spiralfeder mit angeschliffenen Endwendungen ausgeführt ist und sich an einem Zylinder- boden 8.2 und an einem Käfigelement 11 abstützt, gegen das Käfigelement 11 des Ein- lassventils 5 und somit gegen das zweite Kolbenelement 2.2 wirkt, um die Kolbenbaugruppe 2 wieder in Richtung oberer Totpunkt zu bewegen. Daher wirken auf das zweite Kolbenelement 2.2, das den Einlassventilsitz 5.1 trägt, während des Betriebs axiale Kräfte Fl und F2, welche zum einen vom Exzenter 14 bewirkt und über das erste Kolbenelement 2.1 eingeleitet werden, und zum anderen von der Rückstellfeder 10 bewirkt und ü- ber das Käfigelement 11 eingeleitet werden, und radiale Kräfte F3, die durch den herrschenden Systemdruck erzeugt werden. Daher wird das als Ventilsitz ausgeführte zweite Kolbenelement 2.2 als stabiles Bauelement, vorzugsweise als Metallbauteil, hergestellt und kann nur bedingt durch Ansaugbohrungen in Form von Querbohrungen 3 geschwächt werden. Die Querbohrungen 3 sind daher im ersten Kolbenelement 2.1 eingebracht, wo- durch sich eine relativ langer als Längsbohrung 4 ausgeführter Einlassbereich ergibt. Offenbarang der Erfindung
Die erfindungsgemäße Kolbenpumpe nach den Merkmalen des unabhängigen Patentan- spruchs 1 hat demgegenüber den Vorteil, dass ein Käfigelement, in dem eine Emiassventilfeder und ein Einlassventildichtelement angeordnet ist, ein elastisches Hochdruckdichtelement aufweist, das ausgeführt ist, um radial wirkende Kraftkomponenten aufzunehmen und um über eine radiale Dichtfläche gegen eine Zylinderwand abzudichten und um über eine axiale Dichtfläche gegen eine Kolbenbaugruppe axial abzudichten, die mindestens eine Querbohrung und eine mit der mindestens einen Querbohrung korrespondierende
Längsbohrung aufweist. Da das Hochdruckdichtelement die radial wirkenden Druckkraftkomponenten aufnimmt, muss die mit dem Hockdruckdichtelement gekoppelte Kolbenbaugruppe nur noch die wirkenden Axialkräfte aufnehmen und erfährt keine weitere Verformung durch zusätzliche Radialkräfte. Diese Aufteilung der axialen und radialen Kraftkomponenten auf je ein Bauteil führt in vorteilhafter Weise zu einer Reduzierung der Bauteilbelastungen in Bezug auf Dehnung und Spannung und ermöglicht die Ausführung der Bauteile mit einer geringeren Bauteilfestigkeit. Insgesamt ermöglicht die Erfindung eine kostengünstige und bauraumoptimierte Kolbenpumpe, die beispielsweise als Rückförderpumpe in einem Bremssystem für ein Fahrzeug eingesetzt werden kann.
Durch die in den abhängigen Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen und Weiterbildungen sind vorteilhafte Verbesserungen der im unabhängigen Patentanspruch angegebenen Kolbenpumpe möglich.
Besonders vorteilhaft ist, dass die Kolbenbaugruppe ein erstes Kolbenelement und ein zweites Kolbenelement umfasst, wobei der Einlassventilsitz aus einem verschleißfesten Material besteht und am zweiten Kolbenelement angeordnet ist, das axial wirkende Kraftkomponenten aufnimmt. Im zweiten Kolbenelement ist mindestens eine mit einer Längsbohrung korrespondierende Querbohrung eingebracht, und das elastische Hoch- druckdichtelement dichtet über die axiale Dichtfläche gegen das zweite Kolbenelement axial ab. Da zwischen dem Käfigelement mit dem Hochdruckdichtelement und dem zweiten Kolbenelement mit dem Einlassventilsitz im Gegensatz zur herkömmlichen Kolbenpumpe kein Kraftschluss mehr besteht, entfällt bei der Herstellung der erfindungsgemäßen Kolbenpumpe in vorteilhafter Weise ein Montageschritt. Zudem werden durch den Wegfall des Kraftschlusses auftretende Spannungen zwischen dem Käfigelement und - A -
dem zweiten Kolbenelement reduziert. Durch die Spannungsminimierung können die mindestens eine als Querbohrung ausgeführt Ansaugbohrung und die korrespondierend Längsbohrung im zweiten Kolbenelement eingebracht werden, wobei das Käfigelement mit dem elastischen Hochdruckdichtelement und das zweite Kolbenelement mit dem Ein- lassventilsitz als Kunststoffspritzteile ausgeführt werden können. Die Ausführung als
Kunststoffspritzteile ermöglicht in vorteilhafter Weise eine einfache, kostengünstige Herstellung der Bauelemente, wobei eine komplexe Formgestaltung möglich ist. Insgesamt ermöglicht die erfindungsgemäße Kolbenpumpe eine extreme Kostenreduzierung der Kolbenbaugruppe und eine einfache Montage. Zudem stellt die erfindungsgemäße KoI- benpumpe ein verbessertes Saugverhalten, eine höhere Druckbeständigkeit und einen extrem kurzen Einlassbereich zur Verfügung.
In Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Kolbenpumpe ist die radiale Dichtfläche durch eine druckbedingte Aufweitung des Hochdruckdichtelements ausformbar. Zudem kann das elastische Hochdruckdichtelement zur Zylinderwand hin einen radialen Auflagebereich zur Aufnahme und Zentrierung einer oberen Endwindung einer Rückstellfeder für die Kolbenbaugruppe aufweisen, die beispielsweise in einem Kompressionsraum der Kolbenpumpe angeordnet ist. Der radiale Auflagebereich kann beispielsweise als radiale Aufhahmenut ausgeführt werden, die am äußeren Rand als flexible Dichtlippe ausgeformt ist, die den Kompressionsraum zur Zylinderwand druckdicht abschließt.
In weiterer Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Kolbenpumpe kann das erste Kolbenelement lose mit dem zweiten Kolbenelement gekoppelt werden. Alternativ kann das erste Kolbenelement formschlüssig und/oder kraftschlüssig mit dem zweiten Kolbenelement gekoppelt werden. Das erste Kolbenelement ist beispielsweise als zylindrische Nadelrolle ausgeführt und steht in vorteilhafter Weise als in Massenfertigung hergestelltes Normteil zur Verfügung. Da eine Übertragung der Antriebskraft eines Exzenters über eine Linien- berührung auf dem als massive Metallnadelrolle, vorzugsweise als Stahlnadelrolle ausgeführten ersten Kolbenteils erfolgt, kann der Verschleiß in vorteilhafter Weise reduziert werden.
Vorteilhafte, nachfolgend beschriebene Ausführungsformen der Erfindung sowie die zu deren besserem Verständnis oben erläuterten, herkömmlichen Ausführungsbeispiele sind in den Zeichnungen dargestellt. In den Zeichnungen bezeichnen gleiche Bezugszeichen Komponenten bzw. Elemente, die gleiche bzw. analoge Funktionen ausführen. Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Fig. 1 zeigt eine schematische perspektivische Darstellung einer herkömmlichen Kolben- 5 pumpe.
Fig. 2 zeigt eine schematische Schnittdarstellung einer herkömmlichen Kolbenpumpe.
Fig. 3 zeigt eine schematische perspektivische Darstellung der Komponenten eines Ein- 0 lassventils für die herkömmliche Kolbenpumpe gemäß Fig. 1 oder 2.
Fig. 4 zeigt eine schematische perspektivische Darstellung der Komponenten eines Emiassventils für eine erfindungsgemäße Kolbenpumpe.
5 Fig. 5 zeigt eine schematische Schnittdarstellung eines Kompressionsbereichs einer erfindungsgemäßen Kolbenpumpe.
Ausführungsformen der Erfindung
0 Eine erfindungsgemäße Kolbenpumpe, die als Rückforderpumpe in einem Fahrzeugbremssystem eingesetzt werden kann, umfasst im Wesentlichen die gleichen Komponenten wie die unter Bezugnahem auf Fig. 1 bis 3 beschriebene herkömmliche Kolbenpumpe 1. Daher werden hier zur Vermeidung von Textwiederholungen nur die wesentlichen Unterschiede zwischen der erfindungsgemäßen Kolbenpumpe und der herkömmlichen KoI- 5 benpumpe 1 gemäß Fig. 1 bis 3 detailliert beschrieben. Im Unterschied zur herkömmlichen Kolbenpumpe 1 gemäß Fig. 1 bis 3, umfasst die erfϊndungsgemäße Kolbenpumpe ein verbessertes Einlassventil in Kombination mit einer verbesserten Kolbenbaugruppe.
Wie aus Fig. 4 ersichtlich ist, umfasst das Einlassventil 25 der erfϊndungsgemäßen KoI- O benpumpe analog zur herkömmlichen Kolbenpumpe 1 ein Käfigelement 31 , in dem eine
Einlassventilfeder 25.2 und ein Einlassventildichtelement 25.3, das beispielsweise als Dichtkugel ausgeführt ist, angeordnet ist, und einen korrespondierenden Einlassventilsitz 25.1, der an einem zweiten Kolbenelement 22.2 einer Kolbenbaugruppe 22 angeordnet ist, wobei das Einlassventildichtelement 25.3 durch eine Federkraft der Einlassventilfeder5 25.2 dichtend in den korrespondierenden Einlassventilsitz 25.1 gedrückt werden kann. Die Kolbenbaugruppe 22 umfasst ein erstes Kolbenelement 22.1, das hier beispielhaft als zylindrische Nadelrolle ausgeführt ist, und das zweite Kolbenelement 22.2, wobei der Einlassventilsitz 25.1 aus einem verschleißfesten bzw. aus einem harten Material besteht. Im Unterschied zur herkömmlichen Kolbenpumpe 1 weist das Käfigelement 31 der erfin- dungsgemäßen Kolbenpumpe ein elastisches Hochdruckdichtelement 31.1 auf, das ausgeführt ist, um radial wirkende Kraftkomponenten F3 aufzunehmen und über eine radiale Dichtfläche 31.3 gegen eine in Fig. 5 dargestellte Zylinderwand 28.4 abzudichten und über eine axiale Dichtfläche 31.5 gegen die Kolbenbaugruppe 22 axial abzudichten, d.h. gegen das zweite Kolbenelement 22.2, das an der axialen Dichtfläche 31.5 anliegt.
Das zweite Kolbenelement 22.2 nimmt im Unterschied zur herkömmlichen Kolbenpumpe 1 nur noch die axial wirkenden Kraftkomponenten Fl und F2 auf, so dass im zweiten Kolbenelement 22.2 eine Längsbohrung 24 und mit der Längsbohrung 24 korrespondierende Querbohrungen 23 eingebracht werden können, ohne die Stabilität und Festigkeit des zweiten Kolbenelements 22.2 negativ zu beeinflussen. Im dargestellten Ausführungsbeispiel sind das Käfigelement 31 mit dem elastischen Hochdruckdichtelement 31.1 und das zweite Kolbenelement 22.2 mit dem Einlassventilsitz 25.1 als Kunststoffspritzteile ausgeführt, wodurch in vorteilhafter Weise eine einfache, kostengünstige Herstellung der Bauelemente ermöglicht wird, wobei eine komplexe Formgestaltung möglich ist. Zudem ist das erste Kolbenelement 22.1 im dargestellten Ausführungsbeispiel fest mit dem zweiten Kolbenelement 22.2 gekoppelt. Bei einer nicht dargestellten Ausführungsform kann das erste Kolbenelement 22.1 lose mit dem zweiten Kolbenelement 22.2 gekoppelt werden. Insgesamt ermöglicht die erfindungsgemäße Ausführung des Einlassventils 25 in Kombination mit der Kolbenbaugruppe 22 eine extreme Kostenreduzierung der Kolben- pumpe und eine einfache Montage. Zudem stellt die erfindungsgemäße Kolbenpumpe ein verbessertes Saugverhalten, eine höhere Druckbeständigkeit und durch die Anordnungen der Querbohrungen 23 im zweiten Kolbenelement 22 einen extrem kurzen Einlassbereich zur Verfügung.
Wie aus Fig. 5 ersichtlich ist, ist die Kolbenbaugruppe 22 mit dem Einlassventil 25 längsbeweglich in einem Zylinder 28 geführt, wobei während eines Saughubs der Kolbenbaugruppe 22 Fluid durch die Querbohrungen 23 im zweiten Kolbenelement 22.2 radial angesaugt und über die mit den Querbohrungen 23 korrespondierende Längsbohrung 24 durch das geöffnete Einlassventil 25 in einen Kompressionsraum 28.1 geführt wird. Nach Erreichen eines oberen Totpunktes kehrt sich die Bewegungsrichtung der Kolben- grappe 22 um, so dass das zweite Kolbenelement 22.2 mit dem Einlassventilsitz 25.1 ü- ber das durch einen nicht dargestellten Exzenter angetriebene erste Kolbenelement 22.1 dichtend auf das Einlassventildichtelement 25.3 gedrückt wird und das Einlassventils 25 geschlossen wird. Nun erfolgt im Kompressionsraum 28.1 so lange ein Druckaufbau, bis der Druck im Kompressionsraum 28.1 größer als die Federkraft eines nicht dargestellten
Auslassventils ist, wodurch das unter Druck stehende Fluid über eine Auslassöffnung 28.3 und das geöffnete Auslassventil aus dem Druckraum 28.1 in eine nicht dargestellte Auslassleitung geleitet wird.
Nach Erreichen des unteren Totpunktes kehrt sich die Bewegungsrichtung der Kolbengruppe 22 wieder um, so dass das Auslassventil wieder schließt und der Ansaughub wieder beginnt, wobei eine Rückstellkraft F2 einer im Kompressionsraum 28.1 angeordneten Rückstellfeder 30, die beispielsweise als Spiralfeder ausgeführt ist, gegen einen radialen Auflagebereich 31.4 drückt, der am Hochdruckdichtelement 31.1 angeordnet ist. Die Rückstellkraft F2 wirkt über das Hochdruckdichtelement 31.1 und die axiale Dichtfläche
31.5 axial auf das zweite Kolbenelement 22.2, wodurch die Kolbenbaugruppe 22 wieder in Richtung oberer Totpunkt bewegt wird. Der radiale Aufnahmebereich 31.4 ist zur Aufnahme und Zentrierung einer oberen Endwindung 30.1 der Rückstellfeder beispielsweise als radiale Aufnahmenut ausgeführt, in der sich die als Spiralfeder ausgeführte Rückstell- feder 30 mit der oberen Endwindung 30.1 abstützt. Über ein untere Endwindung 30.2 stützt sich die Rückstellfeder auf einem Zylinderboden 28.2 ab. Wie weiter aus Fig. 5 ersichtlich ist, ist die radiale Ringnut 31.4 am äußeren Rand als flexible Dichtlippe 31.2 ausgeformt, die den Kompressionsraum 28.1 zur Zylinderwand 28.4 druckdicht abschließt. Da das elastische Hochdruckdichtelement 31.1 zwischen der metallischen Rück- stellfeder 30 und dem aus einem verschleißbeständigen und somit härteren Material hergestellten zweiten Kolbenelement 22.2 angeordnet ist, wird die radiale Dichtfläche 31.3 druckbedingt aufgeweitet, so dass das Hochdruckdichtelement 31.1 mit seinem vollständigen radialen Außendurchmesser dichtend an der Zylinderwand 28.4 anliegt. Während der Kompression des in den Kompressionsraum 28.1 eingesaugten Fluids dichtet das Hochdruckdichtelement 31.1 über die radiale Dichtfläche 31.3 radial gegen die Zylinderwand 28.4 und durch die axiale Dichtfläche 31.5 gegen das zweite Kolbenelement 22.2 ab. Zusätzlich dichtet das Einlassventildichtelement 25.3 axial gegen den Einlassventilsitz 25.1 im ersten Kolbenelement 22.2 ab. In der erfindungsgemäßen Kolbenpumpe werden die axialen und radialen Druckkräftekomponenten auf je ein Bauteil aufgeteilt, was in vorteilhafter Weise zu einer Reduzierung der Bauteilbelastungen in Bezug auf Dehnung und Spannung führt und die Ausführung der Bauteile mit einer geringeren Bauteilfestigkeit ermöglicht. Insgesamt ermöglicht die Erfindung eine kostengünstige und bauraumoptimierte Kolbenpumpe mit einfach herzustellenden Bauteilen, die beispielsweise als Kunststoffspritzteile ausgeführt sind. Die erfindungsgemäße Kolbenpumpe weist in vorteilhafter Weise ein verbessertes Saugverhalten, eine Druckbeständig gegen 250 bar und einen extrem kurzen Einlassbereich auf.
.o0o.

Claims

Ansprüche
1. Kolbenpumpe mit einer Kolbenbaugruppe (22), die mindestens eine Querbohrung (23) und eine mit der mindestens einen Querbohrung (23) korrespondierende Längsbohrung (24) aufweist, einem Zylinder (28), in welchem die Kolbenbaugruppe (22) längsbeweglich geführt ist, und einem Einlassventil (25), das ein Käfigelement (31), in dem eine Emiassventilfeder (25.2) und ein Einlassventildichtelement (25.3) angeordnet ist, und einen korrespondierenden Einlassventilsitz (25.1) umfasst, der an der Kolbenbaugruppe (22) angeordnet ist, wobei das Einlassventildichtelement (25.3) durch eine Federkraft der Einlass- ventilfeder (25.2) dichtend in den korrespondierenden Einlassventilsitz (25.1) drückbar ist, um die Längsbohrung (24) zu verschließen, wobei über die in der Kolbenbaugruppe (22) angeordnete mindestens eine Querbohrung (23) Fluid ansaugbar ist, das durch die Längsbohrung (24) über das Einlassventil (25) in einen Kompressionsraum (28.1) leitbar ist, in dem eine Rückstellfeder (30) für die Kolbenbaugruppe (22) angeordnet ist, dadurch ge- kennzeichnet, dass das Käfigelement (31) ein elastisches Hochdruckdichtelement (31.1) aufweist, das ausgeführt ist, um radial wirkende Kraftkomponenten aufzunehmen und um über eine radiale Dichtfläche (31.3) gegen eine Zylinderwand (28.4) abzudichten und um über eine axiale Dichtfläche (31.5) gegen die Kolbenbaugruppe (22) axial abzudichten.
2. Kolbenpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kolbenbaugruppe (22) ein erstes Kolbenelement (22.1) und ein zweites Kolbenelement (22.2) umfasst, wobei der Einlassventilsitz (25.1) aus einem verschleißfesten Material besteht, wobei das zweite Kolbenelement (22.1) axial wirkende Kraftkomponenten aufnimmt, wobei im zweiten Kolbenelement (22.1) die mit der Längsbohrung (24) korrespondierende mindestens eine Querbohrung (23) eingebracht ist, und wobei das elastische Hochdruckdichtelement (31.1) über die axiale Dichtfläche (31.5) gegen das zweite Kolbenelement (22.1) axial abdichtet.
3. Kolbenpumpe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die radiale Dichtfläche (31.3) durch eine druckbedingte Aufweitung des Hochdruckdichtelements (31.1) aus- formbar ist.
4. Kolbenpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das elastische Hochdruckdichtelement (31.1) zur Zylinderwand (28.4) hin einen radialen Auflagebereich (31.4) zur Aufnahme und Zentrierung einer oberen Endwindung (30.1) der Rück- stellfeder (30) aufweist.
5. Kolbenpumpe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der radiale Auflagebereich (31.4) als radiale Aufhahmenut (31.4) ausgeführt ist, die am äußeren Rand als flexible Dichtlippe (31.2) ausgeformt ist, die den Kompressionsraum (28.1) zur Zylinderwand (28.4) druckdicht abschließt.
6. Kolbenpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Käfigelement (31) mit dem elastischen Hochdruckdichtelement (31.1) und das zweite Kolbenelement (22.2) mit dem Einlassventilsitz (25.1) als Kunststoffspritzteile ausgeführt sind.
7. Kolbenpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Kolbenelement (22.1) lose mit dem zweiten Kolbenelement (22.1) gekoppelt ist.
8. Kolbenpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das erste
Kolbenelement (22.1) formschlüssig und/oder kraftschlüssig mit dem zweiten Kolbenelement (22.1) gekoppelt ist.
9. Kolbenpumpe nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Kolben- element (22.1) als zylindrische Nadelrolle ausgeführt ist.
10. Bremssystem für ein Fahrzeug, gekennzeichnet durch eine Rückförderpumpe, die als Kolbenpumpe (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 9 ausgeführt ist.
.o0o.
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